Beskriv processen med elektrolyse ved produktion af metaller

Elektrolyse er processen med at bruge elektrisk strøm til at fremkalde en kemisk reaktion. Den pågældende kemiske reaktion er typisk en reduktions-oxidationsreaktion, hvor atomer udveksler elektroner og ændrer oxidationstilstande. Denne proces kan bruges til at fremstille faste stoffer i metal, hvilket er nyttigt til galvanisering og oprensning af forskellige metaller.

Elektrolyse kræver to modsat ladede poler, kaldet katoden og anoden. Katoden er negativt ladet; det er stedet for reduktion af positive ioner. Anoden er positivt ladet; det er stedet for oxidation af negative ioner. I en elektrolytisk celle er disse to poler forbundet til en ekstern strømkilde. Kredsløbet suppleres typisk med en saltopløsning kaldet elektrolytten. Ved produktion af metal gennem elektrolyse dannes et lag metal på katoden.

I en reduktionsoxidations - eller redox - reaktion udveksler to forskellige elementer elektroner. I processen med elektrolyse vises fast eller smeltet metal, når en positivt ladet metalion vinder elektroner, således at den har en neutral ladning. De positive metalioner er til stede i den elektrolytiske opløsning. De kan danne et fast eller smeltet metal på katoden, når der tilføres elektrisk strøm til apparatet. For eksempel reduceres aluminiumioner fra elektrolytten ved elektrolytisk oprensning af aluminium ved en katode og danner meget ren aluminium.

For at produktionen af ​​metal skal finde sted, skal der anvendes et elektrisk potentiale. I processen med elektrolyse kommer denne strøm af elektroner typisk fra en ekstern jævnstrøm. Når den elektriske strøm er tilført, bevæger elektroner sig gennem det eksterne kredsløb, og positive ioner bevæger sig i elektrolytten. Derefter kan katoden gennemgå reduktion med disse elektroner og ioner til dannelse af metal.

Galvaniseringsprocessen er begrænset af mængden af ​​positive metalioner i den elektrolytiske opløsning. Når alle disse ioner er opbrugt, vil reaktionen ikke være i stand til at fortsætte. Derfor dannes der ikke mere metal. For at fortsætte med at danne mere metal skal du tilføje flere positive metalioner til den elektrolytiske opløsning.